玉米不同遗传背景籽粒和秸秆品质性状的遗传及其与环境的关系

【摘要】： 在对192份玉米自交系材料的籽粒品质进行分析的基础上,从5个杂优类群中共选出10个籽粒蛋白质含量差异相对明显的自交系,按Griffing双列杂交设计配成正反交90个杂交组合,分别在河南的南阳、郑州和浚县3个不同环境条件下种植。利用近红外分析技术对杂交种籽粒的蛋白质、淀粉、脂肪、赖氨酸含量以及秸秆的粗蛋白、粗脂肪、酸性洗涤性纤维(ADF)、中性洗涤性纤维(NDF)含量进行了分析,同时对主要农艺性状进行了测定;分析了不同遗传背景杂交种籽粒和秸秆品质性状的遗传效应、杂种优势以及基因型、环境及其互作效应对品质性状和主要农艺性状的影响。结果表明: 1)不同自交系的籽粒营养成分含量各有不同,自交系8085和E28的蛋白质、赖氨酸含量较高,而粗淀粉含量较低;适合作为高蛋白品种选育的亲本材料。郑58和丹340的淀粉含量较高,而蛋白质和赖氨酸含量很低,宜作为高淀粉品种选育的亲本材料;8085和许178的脂肪含量较高,以之为亲本有益于提高组合的含油量。 2)不同自交系的秸秆营养品质含量也不相同,亲本秸秆的粗蛋白、粗脂肪、ADF、NDF平均含量分别为5.28%、3.31%、45.07%、67.49%,变幅分别为2.67%～8.12%、2.65%～4.19%、41.29%～54.75%、59.84%～74.15%。K12蛋白质和脂肪含量较高,而ADF含量和NDF含量较低,以之作亲本有利于改善杂交种秸秆的品质;而自330的ADF和NDF含量较高,蛋白质和脂肪含量较低,对提高杂交种秸秆的品质不利。 3)控制籽粒和秸秆品质性状的基因均以加性效应为主;籽粒的蛋白质、脂肪、淀粉、赖氨酸的广义遗传力和狭义遗传力分别是38.71%和30.19%、17.5%和15.5%、14.82%和13.4%、15.59%和11.93%;而秸秆的蛋白质、脂肪、ADF、NDF的广义遗传力和狭义遗传力分别是8.11%和4.72%、15.53%和1.5%、42.12%和13.39%、11.33%和7.52%。虽然这些性状遗传力都不高,受环境条件的影响较大,但相比之下,籽粒蛋白质含量受环境条件的影响比其它性状小,为高蛋白育种奠定了遗传基础。 4)杂交种的品质性状明显受基因型、环境及其互作的影响,就籽粒蛋白质含量而言,在河南省内呈现由南向北提高的趋势,而秸秆蛋白质含量由北向南呈现提高的趋势。 5)亲本性状一般配合力高的,其特殊配合力未必就高。如自交系2、3的籽粒蛋白质含量的一般配合力均较高,但组合2×3的特殊配合力并不高,而以2×6,7×9,1×8等的特殊配合力效应值较高,其它性状也有类似表现。由此看出籽粒和秸秆的品质性状的一般配合力与特殊配合力没有必然的联系。 6)籽粒的4个品质性状中蛋白质、赖氨酸、脂肪含量均表现负向优势,而所有组合的淀粉含量均表现正向优势,且不同组合优势大小不一;而秸秆的4个品质性状中,有71.11%的组合秸秆粗蛋白质含量表现超中亲优势,22.22%组合有超高亲优势,正向优势明显;脂肪含量的所有组合均表现负向优势;酸性洗涤性纤维含量有一定的正向优势;中性洗涤性纤维含量表现较强的正向优势。因此,要提高秸秆的蛋白质含量和消化率,应当在保持杂交种抗倒的前提下,尽可能选择蛋白质含量高、纤维素含量低的材料作亲本,以提高杂交种的品质。 7)本研究结果显示籽粒产量与品质相关性不显著,表明通过广泛的遗传重组,玉米籽粒品质性状与产量可以同步提高,但是难度定要大于对单一性状的选择。 【关键词】：玉米 籽粒品质 秸秆品质 遗传效应 生态条件 相关分析 杂种优势
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：S513
【目录】：

• 致谢4-8
• 中文摘要8-10
• 1 文献综述10-19
• 1.1 玉米品质育种的重要性10
• 1.1.1 玉米品质性状的质量指标10
• 1.1.2 玉米品质育种的重要性10
• 1.2 玉米品质性状的研究进展10-15
• 1.2.1 玉米淀粉的研究进展10-12
• 1.2.1.1 淀粉的主要用途10-11
• 1.2.1.2 玉米淀粉含量的变异性分析11
• 1.2.1.3 玉米淀粉含量的遗传研究11-12
• 1.2.2 玉米蛋白质的研究进展12-13
• 1.2.2.1 蛋白质的主要用途12
• 1.2.2.2 玉米蛋白质含量的变异性12-13
• 1.2.2.3 玉米蛋白质含量的遗传研究13
• 1.2.3 玉米脂肪的研究进展13-14
• 1.2.3.1 脂肪的主要用途13
• 1.2.3.2 玉米脂肪含量的变异性13-14
• 1.2.3.3 玉米脂肪含量的遗传研究14
• 1.2.4 玉米赖氨酸的研究进展14-15
• 1.2.4.1 赖氨酸的主要用途14-15
• 1.2.4.2 赖氨酸含量的变异性15
• 1.2.4.3 赖氨酸含量的遗传研究15
• 1.3 近红外光谱（NIRS）在玉米品质研究中的应用15-19
• 1.3.1 近红外光谱分析技术的原理15
• 1.3.2 影响近红外光谱分析的因素15-16
• 1.3.3 近红外光谱技术（NIRS）在作物品质分析中的应用16-19
• 1.3.3.1 在小麦、大麦品质分析中的应用16
• 1.3.3.2 在玉米品质分析中的应用16-17
• 1.3.3.3 在水稻品质分析中的应用17
• 1.3.3.4 在其它作物品质分析中的应用17-19
• 2 前言19-21
• 3 材料与方法21
• 3.1 试验材料21
• 3.2 试验方法21
• 3.3 数据统计分析21
• 4 结果与分析21-48
• 4.1 籽粒产量性状的分析21-27
• 4.1.1 籽粒产量性状的方差分析21-22
• 4.1.2 组合穗部性状的方差分析22-23
• 4.1.3 穗部性状的配合力分析23-27
• 4.1.3.1 配合力方差分析23
• 4.1.3.2 配合力效应分析23-27
• 4.2 籽粒品质性状分析27-34
• 4.2.1 自交系的主要营养成分含量27
• 4.2.2 自交系籽粒品质性状间的相关27-28
• 4.2.3 不同基因型组合籽粒品质性状的分析28-34
• 4.2.3.1 籽粒品质性状联合方差分析28-31
• 4.2.3.2 籽粒品质性状的配合力分析31-34
• 4.3 秸秆品质分析34-41
• 4.3.1 自交系的秸秆营养成分含量34
• 4.3.2 品质性状的相关分析34
• 4.3.3 不同基因型组合秸秆品质性状的方差分析34-38
• 4.3.3.1 地点间品质性状差异分析35
• 4.3.3.2 组合间品质性状差异分析35-38
• 4.3.4 秸秆品质性状的配合力分析38-41
• 4.3.4.1 配合力方差分析38
• 4.3.4.2 配合力效应分析38-41
• 4.4 遗传参数估算41-42
• 4.4.1 穗部性状的遗传参数估算41-42
• 4.4.2 籽粒品质性状的遗传参数估算42
• 4.4.3 秸秆品质性状的遗传参数估算42
• 4.5 相关分析42-44
• 4.5.1 杂交种穗部性状间相关分析42-43
• 4.5.2 杂交种籽粒品质性状间相关分析43
• 4.5.3 杂交种籽粒的产量与品质性状关系分析43
• 4.5.4 杂交种秸秆品质性状间相关分析43
• 4.5.5 杂交种籽粒品质性状与秸秆品质性状之间关系分析43-44
• 4.5.6 籽粒品质性状的亲子相关分析44
• 4.5.7 秸秆品质性状的亲子相关分析44
• 4.6 品质性状的优势率及其变异性44-48
• 4.6.1 杂交组合籽粒品质性状的优势率及变异性44-46
• 4.6.2 杂交组合秸秆品质性状的优势率及其变异性46-48
• 5 结论与讨论48-52
• 5.1 自交系品质性状的评价48
• 5.2 环境条件对玉米籽粒及秸秆品质性状的影响48
• 5.3 籽粒及秸秆品质性状的遗传48-49
• 5.4 主要穗部性状的遗传49
• 5.5 品质性状间的相关性49
• 5.6 关于品质性状在杂种后代的表现49-50
• 5.7 品质与产量的关系50-52
• 参考文献52-60
• 英文摘要60-61

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